CN103382067A - 关于焦化剩余氨水的脱氨、脱酚、脱氮及利用的新方法 - Google Patents

Abstract

本发明旨在提供一种关于焦化剩余氨水的脱氨、脱酚、脱氮及利用的新方法，即对焦化剩余氨水进行双塔双效蒸馏、双塔氧化气提脱除氨氮降低COD处理方法。该方法具有能耗低、脱氨除酚效率高、处理后的水可单独作为循环冷却水使用的特点。本发明有以下五个工序组成：蒸氨脱酸、汽提脱酚、萃取脱酚、氧化处理以及废水利用，其通过以上五道工序对剩余氨水进行处理和利用。如上所述的剩余氨水处理新方法，蒸氨脱酸不需要新鲜蒸汽，脱酚不需要生化处理，对于加压汽提脱酚废水，经过加压气提和双氧水两级氧化、以及常压气提冷却，不需要通过膜分离深度处理，可直接作为循环冷却水使用，具有流程短、投资少、成本低、节能环保的突出优点，可实现焦化废水零排放，使焦化生产节水显著。

Description

关于焦化剩余氨水的脱氨、脱酚、脱氮及利用的新方法

技术领域

本发明涉及焦化剩余氨水处理方法和装置，属于节能、节水和环保领域，适合应用于焦化行业。

背景技术

焦化过程产生的剩余氨水，含有游离氨、固定氨和苯酚，同时含有H2S、HNC、CO2等酸性气体。传统的处理方法，首先采用蒸汽直接汽提或蒸汽间接加热常压蒸馏脱酸蒸氨，为做到蒸氨废水零排放，后续处理工艺方法主要有两种：第一种，是蒸氨废水通过占地较大的生化处理装置，再用于湿法熄焦。目前，多数独立焦化企业采用此方法，虽做到了焦化废水零排放，但代价是高温焦饼的大量热能没有回收，且大量的蒸氨废水没有得到合理利用；第二种，是蒸氨废水→生化处理→多介质过滤→超滤→纳滤→反渗透过程，对此过程生产的浓盐水，再通过多效蒸发脱盐，以实现焦化废水零排放。该方法优点是大部分蒸氨废水得以回收，可补充到循环冷却水系统，但存在流程长、占地多、投资大、能耗高、过滤膜易堵塞和技术不成熟等不足之处。此外，传统的处理方法蒸氨汽液比较大，加之蒸氨塔顶逸出的大量水蒸汽潜热没有回收利用造成蒸氨过程能耗高、水耗大。再者，因常压蒸氨过程温度较低，剩余氨水中沸点较高的苯酚和轻焦油不能有效从蒸氨塔顶蒸出，进而造成蒸氨废水中含苯酚及有机物较高，送往生化系统处理时，需要配入近一倍的稀释水。更可惜的是，剩余氨水中有价值的苯酚，没有得到有效回收，而是在生化处理过程中，形成毫无价值的生化污泥。

本发明，旨在克服焦化剩余氨水传统处理方法的不足，要充分利用低压蒸汽的能量、对剩余氨水，首先采用双塔双效蒸馏技术进行蒸氨脱酚，之后对蒸氨脱酚废水采用双塔加压高温氧化和常压气提进行处理，使蒸氨脱酚废水最终达独立作为循环冷却水使用的要求，为实现焦化废水零排放奠定基础。本发明，会明显缩短焦化剩余氨水的处理流程和减少投资，会显著降低焦化能耗和水耗，对提高焦化企业经济效益和改善生产环境具有重要意义。

发明内容

本发明旨在提供一种对焦化剩余氨水进行双塔双效蒸馏、双塔氧化气提脱除氨氮降低COD处理方法。该方法具有能耗低、脱氨除酚效率高、处理后的水可单独作为循环冷却水使用的特点。

本发明对于焦化剩余氨水的处理方法，有蒸氨脱酸、汽提脱酚、萃取脱酚、氧化处理以及废水利用五道工序。

如上所述的剩余氨水处理新方法，蒸氨脱酸不需要新鲜蒸汽，脱酚不需要生化处理，对于脱酚废水，经过加压气提和双氧水两级氧化、以及常压气提冷却，不需要通过膜分离深度处理，可直接作为循环冷却水使用，具有流程短、投资少、成本低、节能环保的突出优点，可实现焦化废水零排放，使焦化生产节水显著。

附图说明

附图1为本发明焦化剩余氨水处理新方法工艺流程。

C-01常压蒸氨塔              E-06氧气预热器      F-04循环水过滤器

C-02加压脱酚塔              E-07尾气冷凝器      P-01剩余氨水泵

C-03加压氧化塔              E-08空冷塔          P-02蒸氨废水泵

C-04常压气提塔              T-01剩余氨水槽      P-03气提水泵

C-05萃取脱酚塔              T-02浓酚水槽        P-04尾气冷凝液泵

Y-01液相氧化器              T-03尾气冷凝槽      P-05循环冷却水泵

E-01蒸氨分缩器              T-04冷却水循环槽    P-06过滤反冲泵

E-02蒸氨再沸器              T-05反冲污水槽      P-07反冲污水泵

E-03浓酚水与剩余氨水换热器  F-01蒸氨废水澄清槽  K-01空气鼓风机

E-04氧化水第一段换热器      F-02脱酚水澄清槽    Z-01蒸氨超声波调控器

E-05氧化水第二段换热器      F-03气提水过滤器    Z-02氧化超声波调控器

具体实施方式

以下对五道工序分别进行详细说明：

蒸氨脱酸：来自煤气初冷工段的温度较低的焦化剩余氨水，并联通过E-05和E-03，首先与来自E-04氧化水一段换热器的温度较高的氧化气提水及来自T-02的浓酚水并联换热，再加入适量烧碱，经Z-01超声波波调控，送入C-01常压蒸氨塔内进行蒸氨脱酸，所需能量是利用来自C-02加压脱酚塔的含酚蒸汽，通过E-02蒸氨再沸器间接加热提供的。从C-01蒸氨塔顶逸出的含有H2S、HCN、CO2、NH3的蒸汽，经E-01分凝器浓缩后，送往煤气脱氨系统。C-01蒸氨塔底排出的含酚废水，经F-01蒸氨废水澄清槽沉降除油后，送往汽提脱酚工序。

汽提脱酚：来自蒸氨脱酸工序的含酚废水，首先通过E-04氧化水一段换热器，与来自C-03加压氧化塔温度较高的氧化气提水换热，再送入C-02加压汽提脱酚塔内，从塔底直接通入低压水蒸气，对含酚废水进行汽提脱酚。由C-02脱酚塔顶逸出的含酚水蒸汽，通过E-02蒸氨再沸器冷凝得到的浓酚水，经过E-03与适量温度较低的剩余氨水换热冷却后，送往萃取脱酚工序处理。从C-02加压脱酚塔底排出的脱酚水，经过F-02澄清沉降槽脱除沥青后，送往氧化脱氮工序处理。

萃取苯酚：来自汽提脱酚工序的温度较高的浓酚水，先通过C-05萃取塔底部澄清段蛇管为含酚焦油保温，再导入萃取段底部；与此同时，将来自焦油氨水分离工序的焦油，连续送往萃取段顶部，萃取段内设有多层旋转搅拌器，意在增加油水两相萃取接触面。通过萃取塔，使浓酚水与焦油逆流接触，水相中的苯酚被焦油萃取回收，相应焦油被不含固定铵盐的浓酚水洗涤，从C-05萃取塔底排出的焦油所夹带的水中不再含有固定铵盐。这样，焦油加时不需要加碱分解固定铵盐，对于提高焦油加工沥青产品及其延伸产品的质量非常有利。从萃取塔顶逸出的脱酚水，送往煤气初冷器下段冷凝槽，进一步利用循环焦油萃取脱酚，最终脱酚水随剩余氨水送回蒸氨脱酸工序复蒸。

氧化处理：来自汽提脱酚工序的脱酚除油废水，依靠自压送入C-03加压氧化塔，并从塔底通入适量经E-06预热的空气或纯氧，在C-03氧化塔内，并在较高温度和压力条件下，使水中的氨氮及可溶性有机物与溶解氧发生氧化反应而被脱除。为避免氧化中间产物有机酸腐蚀设备，需向氧化塔内加入适量烧碱溶液。由C-03氧化塔底排出的氧化气提水，经过E-04和E-05换热器，依次与脱酚废水及剩余氨水换热冷却，再加入适量双氧水，并依次经过Z-02超声波调控混合气和Y-01液相氧化器，进一步氧化脱除水中的残留有机物来降低COD，之后，依靠自压送到C-04常压气提塔顶；与此同时，将由C-03加压氧化塔顶逸出的温度较高的气体导入C-04常压气提塔中部，并从C-04常压气体塔底部通入冷空气，对氧化水进行气提降温。由C-04常压气提塔顶逸出的尾气，经E-07冷凝冷却，最终送往动力锅炉内焚烧，尾气冷凝液给C-04常压气提塔打回流。从常压气提塔底排出的水，送往废水利用工序。

废水利用：焦化剩余氨水，通过如上四个工序处理后，经过F-03多介质过滤，便可单独作为循环冷却水使用，并具有不结垢、无腐蚀、没污染的优点。原因在于：一是水中不含钙镁离子，故而不会结垢；二是水中尽管含有氯离子和硫酸根离子，然而同时含有钠离子，并呈碱性，故而不会腐蚀；三是水中不再含有硫化氢、氰化氢、氨氮、苯酚和易挥发的有机物等有害成分，故而没有污染。剩余氨水经过如上各工序处理后，作为独立循环冷却水，主要用于煤气上段初冷、剩余氨水自身处理系统和煤气脱苯、脱硫等温度较高部位的换热冷却，其排污水，或送往煤场和焦场喷洒抑尘，或配制稀氨水和石灰乳用于动力锅炉烟道脱硫。

在脱酸蒸氨塔前，对于剩余氨水进行超声波处理，可促进剩余氨水与加碱溶液的混合互溶，特别是在超声波能量的作用下，可提高剩余氨水中[NH3]分子浓度，相应可降低剩余氨水[NH4]+阳离子浓度。这样，有利于[NH3]分子从液相中逸出，会使剩余氨水的蒸氨过程更节能。

在液相氧化器前，对来自加压气提氧化塔的废水进行超声波处理，可使所加入的双氧水与废水充分混合，以促进废水中有机物的氧化速度，进而有利于降低废水中的COD。

Claims (7)

1.一种关于焦化剩余氨水的脱氨、脱酚、脱氮及利用的新方法，其特征在于：该方法有以下五个工序组成：蒸氨脱酸、汽提脱酚、萃取脱酚、氧化处理以及废水利用。 

2.如权利要求1所述的关于焦化剩余氨水的脱氨、脱酚、脱氮及利用的新方法，其特征在于：蒸氨脱酸主要有常压蒸氨塔、分凝器、再沸器、蒸氨废水澄清槽、超声波调控器及输送泵和相关工艺管线组成，温度较低的焦化剩余氨水，首先与来自一段换热器的温度较高的氧化气提水及浓酚水并联换热，再加入适量烧碱，经超声波调控，送入常压蒸氨塔进行蒸氨脱酸，所需能量是利用来自加压脱酚工序的含酚蒸汽，通过蒸氨再沸器间接加热提供的，从蒸氨塔顶逸出的含有H2S、HCN、CO2、NH3的蒸汽，经分凝器浓缩后，送往煤气脱氨系统，蒸氨塔底排出的含酚废水，经澄清槽沉降除油后，送往汽提脱酚工序。 

3.如权利要求1所述的关于焦化剩余氨水的脱氨、脱酚、脱氮及利用的新方法，其特征在于：汽提脱酚主要有加压汽提脱酚塔、澄清沉降脱除沥青槽及输送泵和相关工艺管线组成，来自蒸氨脱酸工序的含酚废水，首先通过氧化废水一段换热器，与温度较高的氧化水换热，再送入加压汽提脱酚塔内，从塔底直接通入低压水蒸气，对含酚废水进行汽提脱酚，由脱酚塔顶逸出的含酚水蒸汽，通过蒸氨再沸器冷凝得到的浓酚水，与适量温度较低的剩余氨水换热冷却后，送往萃取脱酚工序处理，从加压汽提脱酚塔底排出的脱酚水，经过澄清沉降槽脱除沥青后，送往氧化处理工序。 

4.如权利要求1所述的关于焦化剩余氨水的脱氨、脱酚、脱氮及利用的新方法，其特征在于：萃取脱酚主要有萃取脱酚塔及输送泵和相关工艺管线组成，来自汽提脱酚工序的温度较高的浓酚水，先通过萃取塔底部澄清段蛇管为含酚焦油提供热量保温，再导入萃取段底部；与此同时，将来焦油氨水分离工序的焦油连续送往萃取段顶部，萃取段内设有多层旋转搅拌器，意在增加油水两相萃取接触面，在萃取塔内，浓酚水与焦油逆流接触，水相的苯酚被焦油萃取回收，同时焦油被不含固定铵盐的浓酚水洗涤。从萃取塔顶逸出的脱酚水，送往煤气初冷器下段冷凝槽，进一步利用循环焦油萃取脱酚，最终脱酚水随剩余氨水送回蒸氨脱酸工序复蒸。 

5.如权利要求1所述的关于焦化剩余氨水的脱氨、脱酚、脱氮及利用的新方法，其特征在于：氧化处理主要有加压气提氧化塔、液相氧化器、超声波调控混合器、常压气提塔、氧化气提废水一段换热器、二段换热器、尾气冷凝器、冷凝槽及输送泵和相关工艺管线组成；来自汽提脱酚工序的脱酚除油废水，依靠自压送入加压氧化塔，从塔底通入适量经该塔顶逸出汽预热的空气或纯氧，在较高温度和压力下，水中的氨氮及可溶性有机物与溶解氧发生氧化反应而被脱除；为避免氧化中间产物有机酸腐蚀设备，需向氧化塔内加入适量烧碱溶液；由氧化塔底排出的废水，首先依次与脱酚废水及剩余氨水换热冷却后，加入适量双氧水，经过超声波混合器和液相氧化器进一步氧化来降低COD；之后，依靠自压送到常压气提塔顶。与此同时，将由加压氧化塔顶逸出的温度较高的气体导入常压气提塔中部，并从常压气体塔底部通入冷空气进行气提冷却，由常压气提塔顶逸出的尾气，经冷凝冷却，最终送往动力锅炉内焚烧，尾气冷凝液给常压气提塔打回流，从常压气提塔底排出的水，送往废水利用工序。 

6.如权利要求1所述的关于焦化剩余氨水的脱氨、脱酚、脱氮及利用的新方法，其特征在于：废水利用主要有多介质过滤器、凉水塔及输送泵和相关工艺管线组成，焦化剩余氨水经过如上蒸氨脱酸、汽提脱酚、萃取脱酚以及氧化处理工序后，经多介质过滤，单独作为循环冷却水使用，主要用于煤气上段初冷、剩余氨水自身处理系统和煤气脱苯、脱硫等温度较高部位的换热冷却，其排污水，或送往煤场和焦场喷洒抑尘，或配制稀氨水和石灰乳用于动力锅炉烟道脱硫。 

7.如权利要求3所述的关于焦化剩余氨水的脱氨、脱酚、脱氮及利用的新方法，其特征在于：澄清沉降脱除沥青槽由吸附碰冲段和澄清沉降段组成。 

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